Insulated-gate bipolar transistor

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
(Doorverwezen vanaf IGBT)
Ga naar: navigatie, zoeken
Een IGBT die spanningen tot 3300 V en stromen tot 1200 A kan verwerken

De Insulated Gate Bipolar Transistor, afkorting: IGBT, is een transistor die veel vermogen kan schakelen. De benodigde gate stuurspanning ligt wat hoger dan bij een MOSFET, in de orde van 15 volt. De stuurstromen kunnen aanzienlijk zijn, in de orde van enkele Ampère, tijdens het opladen van de gate-capaciteit (enkele tientallen nF voor IGBTs die enkele honderden Ampère kunnen geleiden) bij het inschakelen van de IGBT. Bij het afschakelen treden even grote stromen op.

De type transistor combineert de gatekarakteristiek van een MOSFET-transistor met de mogelijkheid tot de grote stroom en lage verzadigingsspanning van een bipolaire transistor door een n-kanaal MOSFET en een bipolaire pnp transistor op één chip te integreren. Vrijwel altijd wordt een snelle antiparallel diode in dezelfde behuizing geplaatst. Dit is nodig voor PWM geregelde (3 fasen) omzetters. Een belangrijk toepassingsgebied is 3 fasen motor regelaars tot in de vermogens van 0,5 MW. IGBTs kunnen toegepast worden in een motorsturing voor treinen, waarbij een sturing per tractie motor wordt gebruikt. Een IGBT heeft een doorlaatspanning van van 0,7 Volt bij kleine stromen (10% van het maximum) tot ca. 1,7 Volt bij de maximale continustroom (bij opgewarmde behuizing) die voor de IGBT is gespecificeerd [1].

Voor omvormers van vermogens van 1 MW en meer worden GTOs of thyristoren toegepast. De schakelverliezen van dit type halfgeleider zijn zo groot, dat lage frequenties voor het schakelen worden toegepast (enkele kHz).

Er bestaan 2 grote families van IGBTs: relatief snelle IGBTs met een blokkerspanning van 600 Volt, die zeer lage schakelverliezen hebben zodat ze met een frequentie van 20 kHz geschakeld kunnen worden (onhoorbaar) en 1200 Volt blokkerspanning met wat grotere schakelverliezen, die meestal met een wat lagere frequentie geschakeld worden.

Zie ook[bewerken]